論文の概要: Spatially-Aware Self-Organizing Graph Autoencoders via Localized Hebbian Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.34346v1
- Date: Sun, 25 Oct 2026 14:57:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-27 22:27:13.5813
- Title: Spatially-Aware Self-Organizing Graph Autoencoders via Localized Hebbian Learning
- Title(参考訳): 局所的ヘビアン学習による空間認識型自己組織化グラフオートエンコーダ
- Abstract要約: 空間認識型自己組織化グラフオートエンコーダ(S-LooM)を導入し,構造的ボトルネックに対処する。
S-LooMは空間相関と空間カーネルを用いて特徴写像間の動的接続を確立する。
我々は、オートエンコーダの静的スカラーメッセージパッシングを学習可能な空間カーネルに置き換え、高周波デコンボリューションアーティファクトを除去する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Traditional autoencoders rely on static network architectures to learn latent representations. Recently we suggested a dynamic architecture inspired by Hebbian plasticity, enabling topological self-organization among convolutional feature maps (R. Koç et al., Proceedings of the SIU, 2026). Early implementations of this paradigm infer relationships among feature maps using global average pooling and model their interactions through scalar-valued connections. This approach falls short to fully exploit the underlying spatial information, embedded in input images. Furthermore, abrupt transitions between different loss functions and training dynamics can introduce representation shocks, leading to unstable feature learning. In this paper, we introduce a Spatially-Aware Self-Organizing Graph Autoencoder (S-LooM) to address these structural bottlenecks. By using spatial cross-correlation, and spatial kernels, S-LooM establishes dynamic connections among feature maps. We replace static scalar message passing of autoencoders with learnable spatial kernels and eliminate high-frequency deconvolutional artifacts observed in decoders using nearest-neighbor upsampling. Via a soft-blending training curriculum, the latent topology aligns smoothly during training. Our experiments show that S-LooM yields a more stable topology, compared to the state of the art dynamic architectures. Meaning, the graph structure that emerge has more resistance to feature entanglement and noise. It forms functional communities responsible for visual attributes, such as illumination, shape and texture even under high connection densities.
- Abstract(参考訳): 従来のオートエンコーダは遅延表現を学習するために静的ネットワークアーキテクチャに依存している。
近年,ヘビアン可塑性に着想を得た動的アーキテクチャを提案し,畳み込み特徴写像(R. Koç et al , Proceedings of the SIU, 2026)間の位相的自己組織化を実現した。
このパラダイムの初期の実装は、グローバル平均プールを用いた特徴写像間の関係を推論し、スカラー値接続を通して相互作用をモデル化した。
このアプローチは入力画像に埋め込まれた空間情報を完全に活用するには不十分である。
さらに、異なる損失関数とトレーニングダイナミクスの急激な遷移は、表現ショックを導入し、不安定な特徴学習につながる可能性がある。
本稿では,これらの構造的ボトルネックに対処するため,空間認識型自己組織化グラフオートエンコーダ(S-LooM)を提案する。
S-LooMは空間相関と空間カーネルを用いて特徴写像間の動的接続を確立する。
自動エンコーダの静的スカラーメッセージパッシングを学習可能な空間カーネルに置き換え、最寄りのアップサンプリングを用いてデコーダで観測される高周波デコンボリューショナルアーティファクトを除去する。
ソフトブレンディングトレーニングカリキュラムでは、潜在トポロジーはトレーニング中にスムーズに整列する。
実験の結果,S-LooMは最先端の動的アーキテクチャに比べて安定なトポロジーが得られることがわかった。
意味するところは、出現するグラフ構造は、特徴の絡み合いやノイズに抵抗する。
高接続密度でも照明、形状、テクスチャなどの視覚特性に責任を負う機能的なコミュニティを形成する。
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